hogyan használható egy egyenáramú motor generátorként: Gyakorlati alkalmazások, Kiválasztás, Teljesítmény

Valahol a fiókban egy kis egyenáramú motor vár munkára, megmentve egy törött játéktól, egy kézi ventilátortól vagy egy régi nyomtatótól. Olvastad, hogy generátorként visszafelé is működhet, és most szeretnéd tudni, hogy ez valóban igaz-e, és hogyan kell helyesen csinálni.

Rövid válasz: igen, és nincs benne semmi trükk. Az állandó mágneses egyenáramú motor és egy állandó mágneses egyenáramú generátor ugyanaz a gép, csak az ellenkező végéről írják le. Yuyaóban 1988 óta építünk mikro egyenáramú motorokat, és a generátorkérdés folyamatosan felmerül, a kis szélturbinát vezetékező diákoktól kezdve a kézi hajtókaros töltési lehetőséggel rendelkező mérnökökig. Itt van, ami valójában számít.

Miért használható az egyenáramú motor generátorként?

Az egyenáramú gépen belüli energiaátalakítás szimmetrikus. Nyomja át az áramot egy mágneses térben ülő tekercsen, és a tekercs oldalra tolódik, így a rotor elfordul. Ehelyett fordítsa el ugyanazt a rotort, és a tekercs végigsöpör a mezőn, az őt összekötő mágneses fluxus megváltozik, és feszültség jelenik meg a kapcsokon. Ez a Faraday-féle indukciós törvény pontosan azt teszi, amit minden valaha épített generátorban csinál.

A szálcsiszolt egyenáramú motort a kommutátor teszi olyan kényelmessé. Az armatúrán belül az indukált feszültség váltakozó, mert minden tekercs egy északi, majd egy déli pólus alatt halad át. A kommutátor pontosan a megfelelő pillanatban cseréli fel a kapcsolatot a külvilággal, így a két kivezetés fix polaritást tart. Ez egy mechanikus egyenirányító, és ez az oka annak, hogy a kefés motor egyetlen elektronikus alkatrész nélkül ad egyenáramot.

A szép része az, hogy egy szám két feladatot lát el. A feszültségállandó, amely megmondja, milyen gyorsan forog egy motor voltonként, azt is megmondja, hogy fordulatonként mekkora feszültséget termel. A 12 V-os és 6000 ford./perc terhelés nélküli motor nagyjából 12 V-ot generál, ha valami más 6000 ford./percig pörgeti.

Kefés vagy kefe nélküli: mi jön ki a vezetékekből

Mindkét család képes termelni, de különböző áramot adnak át, és ez a különbség határozza meg, hogy mennyi munkát kell végeznie az áramkör többi részének.

A szálcsiszolt egyenáramú motorok egyenáramot szolgáltatnak

Forgasd meg a tengelyt, és megjelenik a DC a kapcsokon, a kommutációból a tetején hullámzik. Két vezeték, semmi más nem kell, és egy multiméter azonnal mutatja a leolvasást.

A kefe nélküli egyenáramú motorok háromfázisú váltakozó áramot szolgáltatnak

A kefe nélküli motorban a tekercsek az állórészben helyezkednek el, a mágnesek pedig forognak, így a tengely pörgetése háromfázisú feszültséget indukál az állórész vezetékein, tipikus BLDC-ben trapéz, PMSM-ben pedig szinuszos feszültség. Semmi sem egyenirányítja mechanikusan, ezért kell egy háromfázisú híd plusz egy simító kondenzátor, vagy egy vezérlő, amely támogatja az aktív egyenirányítást, mielőtt ez az energia tölthetné az akkumulátort.

Motor generátorrá alakítása lépésről lépésre

A legtöbben bármilyen motorral kezdik, ami már a padon van, és ez egy teljesen jó megközelítés. A játékokban és kézi készülékekben használt kis kefés motorok a klasszikus választás az első szélturbinás vagy kézi forgattyús kísérlethez, mert állandó mágneseket tartalmaznak, és már néhány száz fordulat/percnél leolvasható feszültséget produkálnak.

RS-977 nagy sebességű szálcsiszolt egyenáramú motor fűnyírókhoz Állandó mágneses, szálcsiszolt motor, amely nagy sebességű kimenetet és stabil teherbírást kínál, ami fontos a feszültség és a fordulatszám illesztésénél kis építményekben. Termék megtekintése →

1. Kezdje a megfelelő géppel. Állandó mágnesekkel kell rendelkeznie. A játékból, ventilátorból vagy nyomtatóból származó szálcsiszolt állandómágneses motor megfelelő, és a kefe nélküli motor is. Az indukciós és tekercsező gépek nem működnek egyformán.
2. Kösse le az elektronikát. Ha a motorhoz vezetőkártya, sebességszabályozó vagy akkumulátorcsomag került, válassza le azt. A nyers motorkapcsokat szeretné.
3. Csatlakoztassa a tengelyt egy indítómotorhoz. Egy kézi hajtókar, propeller, vízikerék vagy turbina is megteszi, amíg egyenletesen forgatja a tengelyt.
4. Mérje meg a nyitott áramköri feszültséget. Állítsa a multimétert egyenáramra a kefés motornál és váltóáramra a kefe nélküli motornál, majd kézzel forgassa meg, és figyelje, ahogy a leolvasás követi a sebességét.
5. Jegyezze fel a volt/rpm értékeket. Forgasd ismert sebességgel, jegyezd fel a feszültséget, és máris megvan a minden más méretéhez szükséges állandó.
6. Szükség esetén javítsa ki. Háromfázisú híd és kondenzátor kefe nélküli motorhoz; egy szálcsiszolthoz általában elég egy kondenzátor a kivezetéseken, plusz egy blokkoló dióda, ha akkumulátort táplálsz.
7. Adjon hozzá egy terhelést, és mérje meg újra. Számítson arra, hogy a feszültség csökken, mert a tekercsellenálláson átfolyó áram mindig voltba kerül.
8. Figyelje a hőt és a kefe ívét. Ha a motor felforrósodik, akkor több áramot vesz fel, mint amennyit leadhat.

Mennyi feszültséget és teljesítményt kaphat reálisan?

A feszültség szinte lineárisan skálázódik sebességgel, ami megkönnyíti az aritmetikát. Ossza el a névleges feszültséget az üresjárati fordulatszámmal, és megkapja a generátor állandóját. Egy tipikus mikromotornál, amely állandóan 1-3 volt/ezer ford./perc között landol, ezért egy lusta kézi hajtókar egy-két voltot termel, míg a néhány ezer fordulaton forgó turbina elérheti a motor névleges feszültségét.

A nyitott áramköri feszültség az optimista szám. Amint az áram folyik, a kapocsfeszültség leesik az áram és a tekercsellenállás szorzatával. Egy kis motoron az armatúra ellenállása néhány ohm lehet, így egy erősítő húzása több voltba kerülhet. Mérjen újra csatlakoztatott terhelés mellett; ez az az ábra, amit az áramköre valójában lát.

A teljesítmény követi a nyomatékot. A generátor által leadott áram arányos a tengelyre kifejtett nyomatékkal, így a gyenge indítómotor alacsony fordulatszámon olyan feszültséget ad, amely mögött szinte nincs áram. Hozzávetőlegesen elmondható, hogy egy kis kefés motor, amelyet névleges fordulatszámának megfelelő töredékével hajtott, a bevitt mechanikai teljesítmény fele-háromnegyede között tér vissza, a tekercselési ellenállás, a kefe leesése, a csapágysúrlódás és a vasveszteség pedig a többit.

Motor kiválasztása generátoros használatra

Ha kifejezetten generálandó motort választ, nézzen túl a címkén szereplő számon, és inkább ellenőrizze néhány jellemzőt.

• Állandó mágnesek kivétel nélkül. A ferrit vagy ritkaföldfém mágnesek ingyen biztosítják a gerjesztési mezőt, ami lehetővé teszi a generálást egy ilyen kicsi gépben.
• Alacsony tekercselési ellenállás, így kevesebb mechanikai bemenet válik hővé a rézben.
• Alacsony üresjárati áram és enyhe fogazás, mert a sima armatúrák kisebb erőfeszítéssel indulnak el, amikor egy enyhe szellő vagy egy kézi forgattyú a fő mozgató.
• Sebesség-besorolás, amely megfelel az Ön vezetésének. Mivel a feszültség a fordulatszámmal emelkedik, a gyorsabb motornak kevesebb fordulat szükséges a hasznos teljesítmény eléréséhez.
• Sebességváltó, átgondoltan használt. Normál üzemben a hajtóműves motor a sebességet nyomatékra cseréli; generációban fordítva is futtatható, hagyva, hogy egy lassú vízikerék sokkal gyorsabban pörgesse a motor tengelyét, mindaddig, amíg elfogadod a többlet súrlódást és veszteségeket.

Azok a motorok, amelyek könnyen forognak és terhelés nélkül kis áramot vesznek fel, általában a legbarátságosabb generátorok, részben ezért is tartjuk a katalógusban az energiatakarékos szálcsiszolt kiviteleket. Megjósolhatóan viselkednek, amikor az energia a másik irányba áramlik, és kisebb veszteségük miatt az Ön erőfeszítése nagyobb mértékben az áramkörben marad, mint a tekercsekben.

RS-540 hosszú élettartamú szálcsiszolt egyenáramú motor porszívókhoz Tartós, szálcsiszolt állandó mágneses motor kiszámítható kis terhelési viselkedéssel, ahol hasznos a hosszú élettartam és a kétirányú energiaáramlás. Termék megtekintése →

Hibák, amelyek megragadják az embereket

• Bármilyen motor működését várja. Az árnyékolt pólusú vagy háromfázisú indukciós motor nem ad hasznos kimenetet külső gerjesztés nélkül.
• Túl lassan forog. A feszültség arányos a sebességgel, így a nyugodt hajtókar szinte semmit sem ad.
• Elfelejtette egy kefe nélküli motor javítását. Az akkumulátor érintkezőibe táplált háromfázisú váltóáram jó módja annak, hogy valamit megsérüljenek.
• Az eredeti vezérlő csatlakoztatva hagyása. A meghajtó visszatáplálása a saját végfokozatán ritkán végződik jól.
• Az ecsetkopás figyelmen kívül hagyása. A kefék fogyóeszközök, és a folyamatos generálás nehezebb rájuk, mint az alkalmi motorhasználat.
• A főhajtómű túlterhelése. Az áramerősség arányos a nyomatékkal, így egy erősen terhelt generátor leállíthatja az azt meghajtó turbinát.
• Bízva a nyitott áramköri feszültségben. Ez nem az üzemi feszültség; mérje meg terhelés alatt, mielőtt egy szám köré tervez.

Ahol a motor mint generátor már megtalálható a valódi termékekben

A regeneratív fékezés gyártási formában motor-generátor. Amikor egy elektromos jármű lelassul, amikor egy akkus fúró-csavarozó elengedi a ravaszt, és amikor a robotkar lelassul, a vezérlő lehetővé teszi, hogy a gép fékként működjön, és visszanyomja a visszanyert energiát a csomagba. A robotikában ez rutin, és ugyanazok az ízületek, amelyek a ipari robotok motorokat biztosítunk ahhoz, hogy minden ciklus egy részét inkább generálással töltsük el, mint fogyasztást.

Az ilyen alkalmazásokhoz olyan motorokra van szükség, amelyek több ezer irányváltoztatást tolerálnak dráma nélkül, és pontosan erre készültek a robotkínálatunkban található sima szálcsiszolt kialakítások.

RS-785SL szálcsiszolt egyenáramú motor ízülettisztítókhoz Alacsony zajszintű szálcsiszolt állandó mágneses motor, amely az ismételt irányváltoztatáshoz készült, megbízható teljesítményt igénylő szerszámokhoz és kis generátoros kísérletekhez. Termék megtekintése →

Kisebb léptékben a generáció kézi forgattyús zseblámpákban és rádiókban, felhúzható fáklyákban, kis szélturbinákban, mikro-hidroberendezésekben, szobakerékpárokban, valamint ajtókból, forgókapukból és árusító mechanizmusokból nyerhető energia. Ezek egyike sem igényel speciális generátort. Szükségük van egy állandó mágneses motorra, egy ésszerű áttételi arányra vagy fordulatszám-szabályozásra, és egy egyenirányítóra, ahol a kimenetnek egyenáramúnak kell lennie.

Egy utolsó szó, mielőtt megpörgetné azt a tengelyt

1988 óta gyártunk mikro egyenáramú motorokat, ami azt jelenti, hogy nagyon sok belőlük az áramkör generáló oldalára kerül, hol tervezésből, hol véletlenül. Ha olyan terméken dolgozik, amelyben egy motornak kell meghajtania és generálnia, mondja el nekünk a feszültséget, a fordulatszámot, a nyomatékot és a munkaciklust, és mi segítünk leszűkíteni a lehetőségeket, legyen az egy szabványos kefés modell, egy kefe nélküli kivitel vagy egy hajtómű.

Ha először szeretné látni, hogyan viselkednek ezek a motorok a valódi berendezésekben, tekintse át áttekintésünket a leggyakoribb kefés egyenáramú motor alkalmazások jó kiindulópont.